目 錄

1.儀器概況...

1.1 測量原理...

1.2 基本配置及各部分名稱...

2.技術參數(shù)...

3.主要功能...

4.測量步驟...

4.1 儀器準備...

4.2 聲速的設定...

4.3 聲速的測量...

4.4 儀器校準...

4.5 測量厚度...

5.厚度值的存儲與查閱...

5.1 存儲厚度值...

5.2 查閱厚度值...

6.刪除操作...

6.1 刪除單個厚度值...

6.2 刪除當前文件...

6.3 刪除所有文件...

6.4 刪除校準數(shù)據(jù)...

7.系統(tǒng)和功能設置...

7.1 系統(tǒng)設置...

7.2 功能設置...

7.3 測量單位的設定...

7.4 zui小值捕獲...

7.5 兩點校準...

7.6 亮度調(diào)節(jié)...

7.7 上下限設定...

7.8 背光功能...

7.9 低電壓提示功能...

7.10 關機方式...

8.測量應用技術...

8.1 工件表面要求...

8.2 測量方法...

8.3 管壁測量...

8.4 鑄件測量...

9.維護及注意事項...

9.1 電源檢查...

9.2 注意事項...

9.3 維修...

附表1：各種材料的聲速...

附表2：各儀器型號及部分技術參數(shù)...

附表3：探頭與測量范圍...

1.儀器概況                     

我廠研制并生產(chǎn)的UM-1超聲波測厚儀采用超聲波測量原理，是一種超小型測量儀器。它能快速、無損傷、地進行測量（顯示分辨率0.1mm）。本儀器可廣泛應用于制造業(yè)、金屬加工業(yè)、化工業(yè)、商檢業(yè)等檢測領域，適用于能使超聲波以一恒定速度在其內(nèi)部傳播，并能從其背面得到反射的各種材料厚度的測量。除可對各種板材和各種加工零件作測量外，還可以對生產(chǎn)設備中各種管道和壓力容器進行監(jiān)測，監(jiān)測它們在使用過程中受腐蝕后的減薄程度，是材料保護必備的專用儀器。

1.1 測量原理

UM-1超聲波測厚儀對厚度的測量是由探頭將超聲波脈沖透過耦合劑發(fā)射到被測物體，超聲波脈沖到達被測物體并在物體中傳播，到達材料分界面時被反射回探頭，通過測量超聲波在材料中傳播的時間來確定被測材料的厚度。

1.2 基本配置及各部分名稱

1.2.1 儀器各部分名稱（見下圖）

液晶屏顯示：

m/s  —— 聲速單位          BATT —— 低電壓標志

mm   —— 厚度單位          凸   —— 耦合標志          

鍵盤功能說明：

ON    —— 開機鍵             VEL —— 聲速鍵

MENU  —— 菜單鍵             MEM  —— 存儲鍵

CAL   —— 校準鍵                  —— 背光鍵

          —— 回車鍵             △、▽——上、下調(diào)節(jié)鍵

1.2.2 標準配置：

● 主機 —— 1臺             ● 耦合劑 —— 1 瓶        ● 探頭 —— 1個

● 儀器密封箱—— 1個        ● 電池 —— 2節(jié)          ● 使用說明書—— 1本

1.2.3 選購件：

● 高溫探頭                  ● 鑄鐵探頭                  ● 小徑管探頭           

● 微型探頭                  ● 探頭線                    ● 階梯試塊

● 通信軟件及電纜                                     

2.技術參數(shù)

★     顯示方式：128×64大屏幕點陣液晶屏顯示

★     標準模式測量范圍：0.8mm～300 mm 詳見附表3：探頭與測量范圍

★     管材的測量下限（鋼）:Φ20mm×3.0mm（PT-08 探頭），

Φ15mm×2.0mm（PT-06 探頭），

示值誤差不超過±0.1mm。

★     示值誤差:  測量范圍下限至10mm ：±0.05mm

10mm至測量范圍上限 ：± （ 0.5% H + 0.01 ） mm   

注：H為被測物實際厚度

★     重復性：±0.1mm

★     顯示分辨率： 0.1 mm

★ 測量頻率：4Hz

★     聲速調(diào)節(jié)范圍：1000～9999 m/s

★     使用環(huán)境：-10℃～40℃

★     電源：二節(jié)5號堿性電池

★     外形尺寸：149×73×32 mm 

★重量：160g（不含電池）

3.主要功能

★     利用儀器上的4mm標準試塊進行校準，可對系統(tǒng)誤差進行修正

★     厚度值存儲：可存儲500個厚度值,關機后數(shù)據(jù)不丟失,并且劃分為五個文件，便于對數(shù)據(jù)的管理

★     厚度報警：可設置厚度界限，對限界外的測量值自動報警

★     zui小值捕獲（也稱掃查模式）：捕獲測量過程中的zui小值  

★     兩點校準：測量曲面壁厚或特殊應用時，可提高測量的精度

★     支持毫米和英寸兩種厚度單位

★     可存儲5種不同材料的聲速

★     校準值自動存儲，關機后數(shù)據(jù)不丟失

★     刪除功能：對文件中的可疑數(shù)據(jù)進行刪除，也可刪除所有已存儲數(shù)據(jù)以便存儲新的數(shù)值

★     具有背光顯示功能，為夜間工作帶來方便

★     低電壓提示

★     自動關機：如果5分鐘內(nèi)沒進行任何操作，儀器自動關機

★     耦合狀態(tài)提示：通過觀察耦合標志的穩(wěn)定性可知耦合是否正常

★     支持中文、英文兩種語言界面

4.測量步驟

4.1 儀器準備

將探頭插頭插入主機探頭插座中，按一下ON鍵，聽到兩次蜂鳴聲屏幕出現(xiàn)顯示，其中顯示的聲速為上次關機前使用的聲速，顯示內(nèi)容見下圖：

 
 

4.2 聲速的設定

當已知材料聲速，可以利用儀器提供的聲速手動調(diào)節(jié)功能，并依據(jù)附表中的參考聲速值，調(diào)整儀器的內(nèi)置聲速值。聲速存儲器可存儲五個聲速值。具體操作步驟如下：

如果當前顯示屏顯示的是非聲速值，那么按VEL鍵進入聲速狀態(tài)，屏幕將顯示當前聲速存儲單元的內(nèi)容。之后，每按一次VEL鍵，聲速數(shù)值就變化一次，可循環(huán)顯示五個聲速值，見下圖：

如果當前聲速存儲器內(nèi)沒有所需聲速值，可用△或▽鍵調(diào)整到所需值即可，同時將此值存入聲速存儲器內(nèi)以便下次使用。見下圖：

在調(diào)整聲速數(shù)值時，屏幕上的▲可在數(shù)值的個位、十位或百位的下方，當▲在個位、十位、百位的下方時，每按一次△或▽鍵，數(shù)值將依次加或減1、10、100，可以通過回車鍵實現(xiàn)▲在個位、十位或百位下方的切換。

4.3 聲速的測量

在被測材料的聲速未知時，在測量厚度前必須進行聲速校準。

注：準備與被測物體成分相同的測試塊，其表面必須適于測量，用游標卡尺測量測試塊厚度。

具體步驟如下：

①在現(xiàn)有的儀器狀態(tài)下，測量已準備好的同質(zhì)并已知厚度的試塊。屏幕顯示測量的厚度值。

②按VEL聲速鍵，利用△或▽鍵調(diào)整聲速值，直到測量值與已知厚度相等，這時的聲速值就是該材料的聲速。

③該聲速自動被存入當前的聲速存儲單元。

4.4 儀器校準

4.4.1   快捷校準

在每次更換探頭后應進行校準。此步驟對保證測量準確度十分關鍵。如有必要，可在每次測量前都先進行快捷校準。

在隨機試塊上涂耦合劑，將探頭與隨機試塊耦合，直至耦合標志出現(xiàn)且不閃爍，按下CAL鍵，即校準完畢。如果聲速是5900m/s，屏幕上顯示4.0mm。見下圖：

注：如果聲速值不等于5900m/s，用隨機試塊校準時，屏幕顯示值不等于4.0mm，這是正常情況。

4.4.2 兩點校準

測量曲面壁厚或特殊應用時，為了提高測量的精度,可進行兩點校準,詳見第7章第5節(jié)。

4.4.3 快捷校準與兩點校準的區(qū)別

快捷校準與兩點校準的區(qū)別有以下幾點:

①快捷校準用隨機試。兩點校準可用任意材料和厚度的試塊。

②快捷校準只需一塊試塊。兩點校準需要兩塊厚度不同的試塊。

4.5 測量厚度

儀器校準后，設置好聲速值，然后將耦合劑涂于被測處，將探頭與被測材料耦合即可測量，屏幕將顯示被測材料的厚度值。見下圖：

說明：當探頭與被測材料耦合時，屏幕上將顯示“凸”標志；當耦合標志閃爍或不出現(xiàn)則說明沒耦合好。拿開探頭后，厚度值保持不變，耦合標志消失。見下圖：
 

5.厚度值的存儲與查閱

5.1 存儲厚度值

厚度值的存儲分5個文件，每個文件可存儲100個測量值。

首先，選擇存儲文件號。按MENU鍵，使屏幕反顯查閱，見下圖:

按回車鍵，5個文件號可循環(huán)顯示，當選擇所需的文件號后，再按MENU鍵使屏幕顯示存儲字樣，即存儲文件號選擇完畢。見下圖:

其次,測量厚度值。zui后，存儲厚度值。測量厚度值后，屏幕將顯示該厚度值。此時，按下MEM鍵即可存儲該厚度值。存儲完成后屏幕左下方顯示一次“Memory”，即證明已存儲該厚度值。

5.2 查閱厚度值

按MENU鍵，使屏幕反顯查閱，按回車鍵，5個文件號可循環(huán)顯示，選擇需查閱的文件號，見下圖：

zui后，按MEM鍵進入該文件。見下圖：

說明: No. : 表示當前顯示的存儲數(shù)據(jù)的序號；Total : 表示當前文件中存儲數(shù)據(jù)的總數(shù)量。

此時，可通過△或▽鍵進行翻閱查看，查閱完畢后，按MENU鍵或進行測量即可返回主界面。

6.刪除操作

6.1 刪除單個厚度值

在查閱存儲數(shù)據(jù)狀態(tài)，按下回車鍵即可刪除當前顯示的存儲值。

①進入查閱存儲數(shù)據(jù)狀態(tài)。見下圖：

②按回車鍵刪除當前值，顯示下一個存儲值。見下圖：

6.2 刪除當前文件

要刪除當前文件的所有內(nèi)容，具體操作如下：

①按MENU鍵將光標移至“功能”處，見下圖:

 
 

再按回車鍵進入功能菜單并通過▽鍵選定功能設置。見下圖:

 

②按回車鍵進入該界面，再通過△或▽鍵選定“刪除當前文件”。見下圖：

 

③選定后，按回車鍵屏幕出現(xiàn)如下顯示：

此時，按回車鍵將刪除當前文件，按MENU鍵返回上個界面。

④刪除完成后，按VEL鍵或按MENU鍵均可返回主界面。

6.3 刪除所有文件

要刪除所有文件中的數(shù)據(jù)，步驟同上。只需選定“刪除所有文件”即可。

6.4 刪除校準數(shù)據(jù)

要刪除校準數(shù)據(jù)，步驟同上。只需選定“刪除校準數(shù)據(jù)”即可。

7.系統(tǒng)和功能設置

7.1 系統(tǒng)設置

按MENU鍵將光標移至“功能”處，見下圖:

然后按回車鍵進入功能菜單，此時屏幕顯示見下圖:

 
 

此時，光標在“系統(tǒng)設置”項上，（如果不是在此項上可用△或▽鍵上下移動將光標移在“系統(tǒng)設置”項上），按回車鍵進入系統(tǒng)設置菜單，用△或▽鍵上下移動選擇需修改項,然后按回車鍵可進行修改。

系統(tǒng)設置中共有4個選項，依次為：單位（公制、英制）；zui小值捕獲；兩點校準；語言。用戶可以根據(jù)實際需要進行設置。設置完成后，按MENU鍵或進行測量可返回主頁面。

7.2 功能設置

按MENU鍵將光標移至“功能”處, 然后，按回車鍵進入功能菜單，再通過△或▽鍵選擇功能設置。見下圖：

 

再按回車鍵進入功能設置菜單，通過△或▽鍵上下移動光標選擇相應的功能項。

功能設置中共有4個選項，依次為：刪除當前文件、刪除所有文件、刪除校準數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)亮度4個選項，用戶可以根據(jù)實際需要進行設置。設置完后，按MENU鍵或進行測量可返回主頁面。

7.3 測量單位的設定

UM-1提供兩種測量單位：公制和英制。用戶可以根據(jù)實際的需要進行設定。

具體的設定步驟如下：

進入系統(tǒng)設置菜單，通過△或▽鍵將光標移至“單位”處，按回車鍵可循環(huán)調(diào)節(jié)METRIC（公制）、IMPERIAL（英制）選項，見下圖：

 

7.4 zui小值捕獲

所謂zui小值捕獲是指在測量過程中捕捉測量值中的zui小值。設置zui小值捕獲的步驟如下：

①進入系統(tǒng)設置菜單，將zui小值捕獲設置為ON。見下圖：

②設置完畢，按MENU返回主界面（OFF是關閉zui小值捕獲；ON是開啟zui小值捕獲）。見下圖：

 

說明：啟用zui小值捕獲后，探頭與工件耦合時，屏幕顯示的是當前測量值；當探頭抬起時，屏幕顯示的是測量中的zui小值，并且zui小值標志MIN閃爍6次。如果在MIN閃爍期間繼續(xù)測量，當前測量值將繼續(xù)參加zui小值捕捉，如果MIN停止閃爍后再進行測量，將重新捕捉zui小值。

7.5 兩點校準

選擇兩個與被測材料、聲速及曲率相同的標準試塊,其中一個試塊的厚度接近測量范圍的上限，另一個試塊的厚度接近測量范圍的下限，進行兩點校準可以提高測量精度，進行兩點校準之前應先將兩點校準功能打開，關閉zui小值捕獲。具體步驟如下:

①進入系統(tǒng)設置菜單，將兩點校準設置為ON。見下圖：
 

②設置完畢后，按MENU鍵返回主界面。如果兩點校準被設為ON，那么在測量的狀態(tài)下可隨時進行兩點校準。

③進行校準操作。具體步驟如下：

首先，測量薄塊的厚度，在厚度顯示狀態(tài)下按CAL鍵，屏幕提示校準薄塊，見下圖：

通過△或▽鍵將測量值調(diào)整到標準值，按CAL鍵，屏幕提示校準厚塊，見下圖:
 

測量厚的標準試塊，同樣通過△或▽鍵將測量值調(diào)整到標準值，再按CAL鍵，完成校準操作，即可進行測量。

7.6 亮度調(diào)節(jié)

具體的操作步驟如下:

①進入功能設置菜單,通過△或▽鍵將光標移至“調(diào)節(jié)亮度”處，見下圖:

 

②按回車鍵進入調(diào)節(jié)亮度界面,見下圖:

此時,可以通過△或▽鍵調(diào)節(jié)亮度，調(diào)節(jié)完畢后，按回車鍵返回上個界面，再按MENU鍵返回主界面。

7.7 上下限設定

本儀器可分別設定上限值及下限值,以便快速測量。

具體設置步驟如下:

①按MENU鍵使光標移至“界限”處，見下圖:
 

②按回車鍵進入界限界面，屏幕顯示原設置的下限或上限，見下圖：
 

此時，按回車鍵上限和下限可循環(huán)顯示；通過△或▽鍵設置新的下限或上限

③設置完畢后，按VEL鍵或按MENU鍵或進行測量都可退出限界設置界面。

當測量范圍超出所設定的上下限時，儀器自動報警，蜂鳴器鳴響。

7.8 背光功能

儀器提供背光功能，以便在光線暗處閱讀測量值。但請注意節(jié)電。

按    鍵背光亮，再按一下，背光滅。或者，關機后，背光功能自動關閉。

7.9 低電壓提示功能

如果屏幕上顯示BATT標志，說明電池電壓低，應及時地更換新電池再繼續(xù)使用。見下圖：
 

7.10 關機方式

UM-1設有自動關機和手動關機兩種方式，約五分鐘內(nèi)不進行任何操作，那么儀器將自動關機；按MENU鍵將光標移至關機處，再按回車鍵即可手動關機。

8.測量應用技術

8.1 工件表面要求

8.1.1 清潔表面

測量前應清除被測物體表面所有的灰塵、污垢及銹蝕物，鏟除油漆等覆蓋物。

8.1.2提高粗糙度要求

過分粗糙的表面會引起測量誤差，甚至儀器無讀數(shù)。測量前應盡量使被測材料表面光滑，可使用磨、拋、銼等方法使其光滑。還可使用高粘度耦合劑。

8.1.3 粗機加工表面

粗機加工表面（如車床或刨床）所造成的有規(guī)則的細槽也會引起測量誤差，彌補方法同8.1.2，另外調(diào)整探頭隔聲層（穿過探頭底面中心的金屬薄層）與被測材料細槽之間的夾角，使隔層板與細槽相互垂直或平行，取讀數(shù)中的zui小值作為測量厚度，可取得較好效果。

8.2 測量方法

8.2.1 單點測量法

在被測體上任一點，利用探頭進行測量，顯示值即為厚度值。

8.2.2 兩點測量法

在被測體的同一點用探頭進行二次測量，在二次測量中，探頭的分割面成90度，較小值為厚度值。

8.2.3 多點測量法

在直徑約為30mm的圓內(nèi)進行多次測量，取其zui小值為厚度值。

8.2.4 連續(xù)測量法

用單點測量法，沿指定線路連續(xù)測量，其間隔不小于5mm，取其中zui小值為厚度值。

8.3 管壁測量

測量時，探頭分割面可分別沿管材的軸線或垂直管材的軸線測量，此時屏幕上的讀數(shù)將有規(guī)則地變化，選擇讀數(shù)中的zui小值，作為材料的準確厚度。

若管徑大時，測量應在垂直軸線的方向測量，管徑小時，則選擇沿著軸線方向和垂直軸線方向兩種測量方法，取讀數(shù)中的zui小值作為測量的厚度值。

8.4 鑄件測量

鑄件測量有其特殊性。鑄件材料的晶粒比較粗大，組織不夠致密，在加上往往處于毛面狀態(tài)就進行測量，因此使測量遇到較大的困難。故對鑄件測量時應注意以下幾點：

①使用低頻探頭，如本公司的ZT-12型探頭。

②在測量表面不加工的鑄件時，必須采用粘度較大的機油、黃油和水玻璃作耦合劑。

③用與待測物相同的材料，測量方向與待測物也相同的標準試塊校準材料的聲速。

④必要時可進行兩點校準。

9.維護及注意事項

9.1 電源檢查

電源電壓低時，儀器顯示低電壓提示符號，此時應及時按要求更換電池，以免影響測量精度。背光不能長時間打開，以免過快消耗電池電量。

按下述方式更換電池即可：

①關機

②打開電池倉蓋

③取出電池，放入新電池，注意極性

儀器長時間不使用時應將電池取出，以免電池漏液，腐蝕電池盒與極片。

9.2 注意事項

9.2.1 一般注意事項

①避免儀器及探頭受到強烈震動

②避免將儀器置于過于潮濕的環(huán)境中

③拔插探頭時，應捏住活動外套沿軸線用力，不可旋轉(zhuǎn)探頭，以免損壞探頭電纜芯線。

④由于使用隨機試塊對儀器進行檢測時，需涂耦合劑，所以請注意防銹。使用后將隨機試塊擦干凈。氣溫較高時不要沾上汗液。長期不使用應在隨機試塊表面涂上少許油脂防銹，當再次使用時，將油脂擦凈后即可進行正常工作。

⑤酒精、稀釋液等對機殼尤其是視窗有腐蝕作用，故清洗時，用少量清水輕拭即可。

9.2.2 測量時的注意事項

①測量時，只有耦合標志出現(xiàn)并穩(wěn)定時，才是良好測量

②若探頭磨損，測量會出現(xiàn)示值不穩(wěn)，應更換探頭。

9.2.3探頭隔聲層磨損后若出現(xiàn)下列情況，應更換探頭。

①測量不同的厚度時，其測量值總顯示某一值。

②插上探頭不進行測量就有耦合標志或有測量值出現(xiàn)。

9.3 維修

如出現(xiàn)以下問題請與我廠維修部：

①儀器器件損壞，不能測量。

②顯示屏顯示不正常。

③正常使用時，誤差過大。

④鍵盤操作失靈或混亂

由于UM-1超聲波測厚儀為高科技產(chǎn)品，所以維修工作應由受過專業(yè)培訓的維修人員完成，請用戶不要自行拆卸修理。

 

附表1:各種材料的聲速

介質(zhì)材料名稱	聲速（m/s）
鋁	6320
鉻	6200
銅	4700
金	3240
鐵	5930
鉛	2400
鎂	5750
銀	3600
鋼	5900
鈦	5990
鋅	4170
鎢	5174
錫	3320
黃銅	4280-4700
鑄鐵	4400-5820
玻璃	5260-6120
尼龍	2680
不銹鋼	5740
水（20℃）	1480
甘油	1920
水玻璃	2350

 

注：上表聲速僅供參考，實際聲速校準參照4.3 聲速的測量

 

附表2:各儀器型號及部分技術參數(shù)

	儀器型號	UM-3	UM-2	UM-1
技術參數(shù)	顯示分辨率 單位:mm	厚度＜10.00mm : 0.001 / 0.01 / 0.1 厚度≥10.00mm: 0.01 / 0.1	厚度＜100.0mm :  0.01 / 0.1 厚度≥100.0mm:  0.1	0.1
	測量誤差 H:被測物的實際厚度	±0.005mm （3mm以下） ±0.05mm （20mm以下）	±（0.5%H+0.01）	±（1%H+0.1）

  

附表3:探頭與測量范圍

 

探頭描述	頻 率 （MHZ）	接觸面積 的直徑	測 量 范 圍 （在鋼中）	允許接觸 溫度
鑄鐵探頭ZT12	2	16.2mm	（4.0～300.0）mm	（-10～60）℃
標準探頭PT12	5	12mm	（1.0～200.0）mm	（-10～60）℃
標準探頭PT08	5	10mm	（0.8～100.0）mm	（-10～60）℃
小晶管探頭PT06	7.5	7.6mm	（0.8～30.0）mm	（-10～60）℃
微型探頭PT04	10	5mm	（0.8～20.0）mm	（-10～60）℃
高溫探頭	5	14mm	（4.0～80.0）mm	300℃以下

 

 

 

 

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